氧氣頂吹轉爐是由頂部吹氧進行煉鋼的轉爐。爐子由轉爐爐體及傾動系統、氧槍及供氧系統各部分構成，概述圖為轉爐及氧槍系統的全貌。氧槍要保證按照冶煉要求供給超音速氧流。
基本介紹
- 中文名：氧氣頂吹轉爐
- 外文名：basic oxygen furnace
- 組成：爐體，傾動系統，供氧系統
- 供應：超音速氧流
- 領域：工程技術
概要,爐殼,
概要
一個轉爐有兩個氧槍系統：工作氧槍和備用氧槍，這樣可以在工作氧槍損毀時立即換上備用氧槍，不致造成冶煉中斷。損壞的氧槍拆除後更換轉爐及其氧槍系統使得氧另一新氧槍備用。轉爐爐體包括爐殼、耳軸和托圈、軸承座等金屬結構及傾動機構。
爐殼
由鋼板焊成，內襯砌有鹼性耐火材料。各國由於資源不同，所用耐火材料也不同。主要有含Mg()較高的白雲石磚和高純度、高密度、高強度的鎂碳磚。托圈起著支撐爐體、傳遞傾動力矩的作用。托圈斷面呈矩形，中間焊有直立的帶孔筋板，以增加托圈的剛度。轉爐托圈兩側設有耳軸，耳軸支撐在軸承上，由齒輪帶動，經托圈使爐體傾動。傾動機構是使爐體能傾動的機械設備，以便進行兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作。傾動機構應能使爐體正反旋轉3600°。
轉爐爐型指爐殼砌襯後所形成的轉爐內膛輪廓。最上端稱為爐口，然後由上到下分為爐帽、爐身和爐底三段。爐帽有正口式和偏口式兩種，正口式爐帽為軸心對稱的截錐形，這樣可使兌鐵水和出鋼分在兩側進行，有利於爐襯均勻受侵蝕，故大多數轉爐都採用正口式爐帽。爐身為直圓筒形，爐底為球缺形。是不同噸位的轉爐爐型比較示意圖。決定轉爐爐型的基本參數是爐容比和高寬比。爐容比是指爐型空間所有容積和金屬料裝入量之比，一般接近1m3/t鋼水的密度是7t/m3。這樣，爐子內只有1/7為鋼水所占據，其餘6/7都是空的，保留這樣大的空間是為了容納泡沫渣(見轉爐泡沫渣)，避免噴濺。但過大的爐容比增加設備投資。高寬比是指爐型總高度和爐身直徑的比。早期增加轉爐容量時降低高寬比，即爐子向矮胖方向發展。但這使得兩個耳軸距離加大，並導致耳軸中心線彎曲度增大，所以特別大的爐子高寬比又趨向增加。根據高寬比和爐容量即可確定熔池深度和熔池面積。
耳軸和托圈 它們不僅承受爐體(包括爐襯)和金屬料的重量，在傾動時還承受很大的扭力，爐體受熱膨脹還對托圈形成熱應力。爐子越大，所受力越大，產生的應力也愈複雜。大爐子兩耳軸間跨度增加，耳軸和托圈彎曲變形使減速器內齒輪咬合不好，增加磨損。因此大爐子多採用懸掛式減速系統，也就是把減速器甚至包括電動機全都掛在耳軸上。這樣，無論耳軸中心線如何變形，減速器和耳軸都保持相互垂直關係。
傾動電動機和減速器 是根據傾動力矩的大小來設計的。
轉爐的傾動力矩包括三部分：
(1)爐殼和爐襯自重引起的力矩，簡稱空爐力矩；
(2)爐內液體金屬引起的力矩，簡稱鐵水力矩；
(3)轉爐傾動系統和耳軸的摩擦力矩。力矩由重心和耳軸位置所決定。空爐的重心是固定的，而鐵水重心在爐子轉動過程中不斷變化，當爐子轉到出鋼位置，空爐重心和鐵水重心位於耳軸的兩側，空爐力矩和鐵水力矩方向相反。
如果所選耳軸位置和空爐重心很近，有可能造成鐵水力矩大於空爐力矩的情況，如果傾動機械的制動不靈，在鐵水力矩的作用，爐子會自動下傾而使鋼水潑灑在地面上，造成嚴重事故。為了避免這個問題，選擇耳軸位置時應使空爐力矩總是大於鐵水力矩。當傾動機械臨時發生故障，可使轉爐藉助自重自動轉回垂直位置。後一種設計稱為全正力矩，而前一種稱為正負力矩。全正力矩的缺點是提高了力矩的最大值，增大了傾動機械的負荷和設備投資。
附屬設備 為了保證轉爐的正常運轉，還要有加料系統、轉爐煙氣淨化回收系統、冷卻系統等附屬設備。它們的配置情況如圖5所示。加料系統由許多料倉和帶式運輸機組成，將各種散裝料(石灰、鐵礦石、螢石等)由地下料倉運輸到爐頂上方。吹煉時根據工藝要求，將不同散裝料用電子秤稱量後，經由煙道的加料口加入轉爐。煙氣淨化回收系統包括爐氣的冷卻、除塵和抽引機械，用以回收爐氣的物理熱和化學熱和去除爐氣中的細微煙塵顆粒物。
